DE3429150A1

DE3429150A1 - Verfahren zur feststellung des erdungszustandes von freigeschalteten elektrischen leitungen

Info

Publication number: DE3429150A1
Application number: DE19843429150
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 6900 Heidelberg Hecht
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1984-08-08
Filing date: 1984-08-08
Publication date: 1986-02-20

Description

Verfahren zur Feststellung des Erdungszustandes von
freigeschalteten elektrischen Leitungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Feststellung des Erdungszustandes von freigeschalteten elektrischen Leitungen gemäR dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Verfahren kann z.B. zur Überprüfung des Erdungszustandes von frei geschalteten Hochspannungsleitungen im elektrischen Energieversorgungsnetz eingesetzt werden.
Frei geschaltete Hochspannungsleitungen werden in der Regel geerdet, insbesondere dürfen Arbeiten nur an geerdeten Leitungen durchgeführt werden. Bevor eine solche Leitung wieder dern-Netz zugeschaltet werden kann, muß die Erdung aufgehoben werden, da sonst eine Kurzschlußsituation gegeben ist, die zu Abschaltungen von Netzeinspeisungen und schließlich zu einem Netzzusammenbruch führen kann. Außerdem können besonders im Bereich der Erdungsstellen Menschen erheblich gefährdet sein.
Die Erdung wird an den Leitungsenden mit Hilfe von Erdungsschaltern durchgeführt. Stellungsmelder an den Erdungsschaltern melden die jeweilige Schalterstellung zu einer Schaltwarte. Außerdem können Verriegelungen zwischen Erdungsschaltern und anderen Schaltgeräten vorgesehen sein. Dies ist jedoch nicht überall der Fall und vor allem nicht zwischen Schaltgeräten an unterschiedlichen Enden einer Leitung.
Da Stellungsmelder oder die Übertragung von Stellungsmeldungen fehlerhaft sein können, telefoniert ein Schaltwärter zumindest in Zweifelsfällen mit dem Personal vor Ort um sich über die Erdfreiheit der Leitung zu vergewissern, ehe er eine Schalthandlung vornimmt.
Der Netzbetrieb im elektrischen Energieversorgungsnetz wird in zunehmenden Maße automatisiert. Das bedeutet, daß Schalthandlungen auch von Automatisierungseinrichtungen, z.B. von Computern vorgenommen werden können.
Dabei fehlt bei der Feststellung des Erdungszustandes einer Leitung die bisher durch menschliche Kommunikation gegebene Redundanz.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Feststellung des Erdungszustandes von freigeschalteten elektrischen Leitungen anzugeben, das insbesondere für einen automatisierten Betrieb geeignet ist und das unabhängig von einer Stellungsmeldung der Erdungsschalter arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst.
Vorteile des Verfahrens bestehen u. a. darin, daß es mit Hilfe von bekannten und erprobten Einrichtungen realisiert werden kann. Mit dem Verfahren werden auch Erdungen mit sogenannten Handerdern, die bei Montagearbeiten benutzt werden, erkannt. Außerdem können mit Hilfe des Verfahrens auch fehlerhaft auftretende Erdschlüsse erkannt werden, soweit sie ausreichend niederohmig sind. Rückschlüsse auf den Erdungszustand können sowohl aus einer Wirkleistungsmessung als auch aus einer Blindleistungsmessung gezogen werden. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung werden beide Messungen durchgeführt, wodurch eine Gegenkontrolle möglich ist. Die erforderliche Leistungsmessung und Auswertung, die eine Meldung über den Erdungszustand liefert, kann vorteilhaft in einem wattmetrischen Relais kombiniert werden. Auch eine Feststellung und Auswertung des Leistungsfaktors cosç ist geeignet zur Überprüfung des Erdungszustandes einer Leitung.
Eine nähere Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung.
In Fig. 1 ist eine Sammelschiene 1 in einer ersten Schaltanlage dargestellt, von der ein Abzweig über einen Leistungsschalter 2 und einen Kabeltrenner 3 auf eine Hochspannungsleitung 4 führt. Die Leitung 4 endet in einer zweiten Schaltanlage und ist dort über einen Kabeltrenner 5 und einen Leistungsschalter 6 mit einer Sammelschiene 7 verbunden. Außerdem sind an beiden Enden der Leitung 4 Erdungsschalter 13, 14 vorgesehen, über die die Leitung 4 mit Erde verbunden werden kann. In der ersten Schaltanlage ist weiterhin eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angeschlossen. Diese E-inrichtung besteht aus der Hintereinanderschaltung eines Spannungswandlers 8, eines Meßschalters 9, eines Kondensators 10, eines Wattmeters 11 und eines Tonfrequenzgenerators 12. Das Wattmeter 11 ist spanungsmäßig am Tonfrequenzgenerator 12 angeschlossen.
Die aus der genannten Hintereinanderschaltung bestehende Einrichtung ist mit dem Spannungswandler 8 an eine Verbindungsleitung zwischen Leistungsschalter 2 und Kabeltrenner 3 angeschlossen. Der Tonfrequenzgenerator 12 ist mit Erde verbunden.
Anstelle des Spannungswandlers 8 kann auch ein Stromwandler zur Ankopplung mit Potentialtrennung vorgesehen werden. Der mit dem Spannungswandler 8 in Reihe geschaltete Kondensator 10 ist nicht unbedingt erforderlich, erlaubt jedoch eine auf die Tonfrequenz abgestimmte Ankopplung, da er mit dem Spannungswandler 8 einen Serienschwingkreis bildet.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schalterstellung ist die Leitung 4 über die geöffneten Leistungsschalter 2, 6 freigeschaltet. Bei geschlossenem Meßschalter 9 und Kabeltrenner 3 kann eine Feststellung des Erdungszustandes der Leitung 4 erfolgen. Ein vom Tonfrequenzgenerator 12 erzeugter Wirkstrom (z.B. 400Hz) fließt über das Wattmeter 11, den Kondensator 10, den Meßschalter 9, den Spannungswandler 8, den Kabeltrenner 3 und den Erdungsschalter 14 über Erde zurück zum Tonfrequenzgenerator 12. Das Wattmeter 11 zeigt eine relativ hohe Wirkleistung an, woraus zu schließen ist, daß die Leitung 4 nicht erdfrei ist.
Im automatisierten Betrieb ist jedoch keine Ablesung von Instrumenten möglich. In diesem Fall wird ein Wattmeter 11 mit einem leistungsproportionalen elektrischen Ausgangssignal eingesetzt. Dieses Ausgangssignal wird einer in Fig. 1 nicht dargestellten Auswerteschaltung zugeführt, die ein Meldesignal abgibt. Das gleiche Ziel kann mit einem wattmetrischen Relais erreicht werden, das bei Überschreiten einer einstellbaren Leistungsschwelle anspricht.
Wenn die Leitung 4 keine Erdverbindung hat, wird während der Messung praktisch kein Wirkstrom fließen. Zur Gegenkontrolle kann jedoch mit einem nicht dargestellten Blindleistungsmesser die Tonfrequenz-Blindleistung gemessen werden, die bei nicht geerdeter Leitung als Ladeleistung aufgrund der Leitungskapazität auftritt.
Eine Aussage über den Erdungszustand der Leitung 4 kann im Prinzip aufgrund einer Wirk- oder Blindleistung allein oder durch redundante Messung beider Größen gewonnen werden.
Auch eine Messung des Leistungsfaktors cos f ist geeignet zur Feststellung des Erdungszustandes. Da hierbei nicht die absolute Leistung sondern das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung maßgebend ist, kann eine auf einen bestimmten Ansprechwert des cos ç eingestellte Meßeinrichtung auf unterschiedlich lange Leitungen 4 zur Feststellung des Erdungszustandes umgeschaltet werden.

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur Feststellung des Erdungszustandes von freigeschalteten elektrischen Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß - in die Leitung eine elektrische Energie eingespeist wird, wobei eine Frequenz gewählt wird, die im Bereich der Tonfrequenzen liegt, und eine niedrige Spannung gewählt wird, mit der sichergestellt wird, daß keine zu hohe Berührungsspannung auftreten kann, - im Bereich der Einspeisestelle mindestens eine Leistungsmessung durchgeführt wird und - durch Auswertung des Meßergebnisses ein Meldesignal gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung der Wirkleistung durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung der Blindleistung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung der Wirk- und der Blindleistung durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leistungsfaktormessung durchgeführt wird.